机械设计基础课后习题：10、12课后习题

1、10、12章习题章习题2014-510-410-4解: (1) 螺旋升角 024 10arctanarctan11.083.14 65npd当量摩擦角0tanarctan(0.1)5.71arcf 工作台上升时的效率000tantan11.0864.9%tan()tan(11.085.71 )(2)稳定上升时加于螺杆上的力矩3300265 10tan()100 10tan(11.085.71 )98022adTFN m10-4(3)螺杆的转速80020 / min40rvvnrSnp(4)螺杆的功率22209802.056060/anPTTKWF v因0011.085.71该梯形螺旋副不具有自

2、锁性，欲使工作台在载荷 作 用下等速下降，需制动装置。其制动力矩为 aF3300265 10tan()100 10tan(11.085.71 )30522adTFN m10-510-5查教材表10-6，装配时控制预紧力，取S=1.3查手册M10螺钉的小径螺钉力学性能等级为4.6级，屈服极限 122max/ 4184.628.376 / 47821.291.31.3adFN 240SMPa许用应力240 184.621.3SMPaS18.376dmm211.3 / 4aFd由得螺钉最大轴向压紧力10-5由图可知，结合面数m=1，螺钉个数Z=2；可取可靠系数C=1.3牵曳力2 7821.29 1

3、0.151804.911.3aZF mfFNC aCFFmfZ10-8最大转矩T，4个M12铰制孔用螺栓，8.8级；（1）确定螺栓长度；（2）校核剪切和挤压强度（1）确定螺栓的长度 ：10-80.250.25 123admmmm螺栓螺纹伸出长度采用铰制孔用螺栓，螺栓螺纹预留长度10l 已选用配用螺母为带尼龙圈防松螺母，厚度 max10.23Hmm则所需螺栓长度L=23+23+10.23+3=59.23mm查手册中螺栓系列长度，可取螺栓长度L=60mm螺栓规格：M12 60查表：0d =13mm10-8（ 2）单个螺栓所受横向载荷 屈服极限22 6302423.14 0.13TFNZD（3）螺栓

4、材料的许用应力螺栓力学性能为8.8级，强度极限800BMPa640SMPa对铸铁，许用挤压应力640284.442.252.25BpMPa 许用切应力 6402562.5SMPaS螺栓剪切强度0222423.121.43 / 4113 / 4FMPam d查表10-7：10-8最小接触长度min32239hmm挤压强度02423.128.4312 9PPFMPad h查表，得到螺栓的光杆长度为32mm10-10计算螺栓连接和螺栓分布圆直径；10-10（1）初选螺柱个数为 Z=8（2）每个螺柱的工作载荷（ 3）螺柱联接有紧密性要求，取残余预紧力22/ 43160 / 475368Ep DFNZ1

5、.81.8 753613564.8REFFN（4）螺柱总拉力75361356521101aREFFFN（ 5）确定螺柱直径选择螺柱材料为Q235，性能等级为5.8级。500 0.8400SMPa查表取M20 小径 14 1.34 1.3 2110116.185133.3aFdmm 取安全系数S=3 ，则许用应力 400133.333SMPaS117.294dmm由教材表10-8可知，安全系数S=3 是合格的。（ 6）确定螺柱分布圆直径由图可知022 101602(3 6)20186 192DDemm取0190Dmm（7) 验证螺柱间距03.14 19074.584.5908DlmmdmmZ所选

6、螺柱的个数和螺柱的直径均合适。12-2解, (1)从图示看，这是一个左旋蜗杆，因此用左手握杆，四指 指向旋转方向，可以得到从主视图上看，蜗轮顺时针旋转。确定涡轮转向、涡轮与蜗杆上作用力大小；12-2（2）由题意，根据已知条件，可以得到蜗轮上的转矩为2211150200.753752zTTiTN mzA）蜗杆圆周力和蜗轮轴向力大小相等，方向相反。11231222080050 10taTFFNdB）蜗杆轴向力和蜗轮周向力大小相等，方向相反。2212322222 37537504 50 10atTTFFNdmzC）蜗杆径向力和蜗轮径向力大小相等，方向相反。121tan3750tan201364.89

7、rraFFFN12-6（1）重物上升1m，蜗杆转多少转？（2）能否自锁？（3）已知W，F，求L12-6解： （1） 重物上升1m，转筒转数为：2311N1.593.14200 10rD又有1221nzinz所以，蜗杆的转数212140NN1.5963.61zrz（2） 该蜗杆传动，蜗杆导程角11111 8arctan()arctan()arctan()5.7180 xz pz mdd而当量摩擦角为arctan()arctan(0.18)10.2f因此， 该机构能够自锁12-6手摇转臂做了输入功，等于输出功和摩擦损耗功二者之和。35 1015000oWWLJ 输出功若为闭式蜗杆传动，蜗杆传动总效率为：tantan5.710.960.9633.68%tan()tan(5.71